4Cr5W2VSi锻模淬火裂纹，请帮我分析一下原因。

2天明123 · 发表于 2012-1-9 19:23:15

各位同行：
我们前面一次干了4件材料为4Cr5W2VSi的锻模，成品外形尺寸为155×244×400，淬火后发现两件开裂了。请各位达人帮我分析一下原因。后面我会详细介绍一下工艺和操作过程以及金相图片。

2天明123 · 发表于 2012-1-9 19:33:57

这是从锻模上取的样，拍的照片，请大家帮我分析一下原因。

剡溪夜风 · 发表于 2012-1-9 21:46:14

保温时间过长，引起晶粒组织粗大，过热，模具出油到进炉回火中间隔了三四小时，间隔时间过长

2天明123 · 发表于 2012-1-9 20:52:58

本帖最后由 2天明123 于 2012-2-1 18:10 编辑

接前面我把锻模的工艺和操作过程写了一下，请大家帮我分析一下原因。谢谢啦!
锻模材料为：4Cr5W2VSi, 两套共4件。淬火后发现两件开裂了。下面是详细情况。
模具粗加工后半精加工前进行了调质，淬火温度为1080℃。

淬火时分两次淬火，一次淬两件。出炉后预冷到表面温度650℃-700℃，然后油冷到300℃左右，出油空冷到70-80℃发现一件模具背面出现裂纹，因此，立即安排回火。（模具出油到进炉回火中间隔了三四小时。回火温度为590℃，保温4H,空冷。检查硬度为48-50。第二次回火温度为570℃，保温3H,随炉冷了20分钟出炉空冷。回火后也检查了另外三块模具，并没有发现明显的裂纹，交付给了机加车间，过了一个星期发现又有一件裂了，这次是型面处裂了，型面加工很粗糙。
第一件裂纹的模具送理化分析。表面脱碳层有1.2mm，表面晶粒度为1-2级（表面脱碳层），因为是回火状态，晶粒度不好做，截面的晶粒度做不出，也有可能看到的不是晶粒度，而是沿晶界的裂纹。化学成分符合要求。结论是裂纹是在淬火时产生的。
现在认为出油后没有及时回火和油冷操作是模具开裂主要原因。油冷时开了压缩空气进行搅拌，冷了15分钟，关小了压缩空气。请大家帮我分析一下。

shenfuhai · 发表于 2012-1-9 22:36:36

楼主的这个案例非常好;我有几个疑问,麻烦楼主解释过程:
1\模具粗加工后半精加工前进行了调质，淬火温度为1080℃。------请问回火温度是多少?
2\出炉后空气中预冷再油冷。出炉后预冷到表面温度650℃-700℃，----请问在空气中预冷,,是风扇吹,还是静冷?另外,预冷了多长时间?
3\然后油冷到300℃左右----是指工件表面温度还是心部温度?如何测得是300度左右?
以上,麻烦解释,谢谢.

wangqinghua196 · 发表于 2012-1-9 22:55:39

2天明123 发表于 2012-1-9 20:52
接前面我把锻模的工艺和操作过程写了一下，请大家帮我分析一下原因。谢谢啦!
锻模材料为：4Cr5W2VSi, 成 ...

感觉是过热了。预冷也过了。

hp100 · 发表于 2012-1-9 23:44:13

工艺加热时间太长，淬火时心表应力裂纹，油冷到300℃左右把握不好。

2天明123 · 发表于 2012-1-10 21:01:13

本帖最后由 2天明123 于 2012-1-10 21:03 编辑

谢谢大家关注

2天明123 · 发表于 2012-1-10 21:02:25

shenfuhai 发表于 2012-1-9 22:36
楼主的这个案例非常好;我有几个疑问,麻烦楼主解释过程:
1\模具粗加工后半精加工前进行了调质，淬火温度为1 ...

谢谢关注

1、调质回火温度为750℃。
2、空气中静冷。预冷8-10分钟，具体也没记时间，主要是观察模具表面的颜色来估计。模具整体已经暗红色了，边角温度还低些。
3、300℃左右是指工件表面温度。出油后烟较多，但表面油不会燃烧。这也只是根据经验估计。

shenfuhai · 发表于 2012-1-11 06:00:18

本帖最后由 shenfuhai 于 2012-1-14 06:50 编辑

注意到,提供的金相图片中的晶界非常清楚,怀疑预冷期间,在此有碳化物的析出;
表层的脱碳是非常致命的;
从图片看,晶粒度非常大,再查查内部的晶粒度是否一样粗大?

2天明123 · 发表于 2012-1-11 21:18:55

shenfuhai 发表于 2012-1-11 06:00
注意到,提供的金相图片中的晶界非常清楚,怀疑预冷期间,在次有碳化物的析出;
表层的脱碳是非常致命的;
从图 ...

因为是回火状态，晶粒度不好做，截面的晶粒度做不出，也有可能看到的不是晶粒度，而是沿晶界的裂纹。

表层的脱碳是非常致命的;
有道理，我们前面也认为认识到了。

2天明123 · 发表于 2012-1-11 21:34:49

因为是回火状态，晶粒度不好做，，内部的晶粒腐蚀后显示不出来。

xiaochuan000123 · 发表于 2012-1-11 21:54:21

1040℃±10，保温4.5-5H感觉温度偏高了，组织过热了，晶粒长大，看金相图片可知，都是沿晶界开裂了。

2天明123 · 发表于 2012-1-12 18:37:10

xiaochuan000123 发表于 2012-1-11 21:54
1040℃±10，保温4.5-5H感觉温度偏高了，组织过热了，晶粒长大，看金相图片可知，都是沿晶界开裂了。

4Cr5W2VSi这种材料淬火温度最高可以到1080℃，资料上查的。如果是温度偏高，可能是实际温度偏高。另外，表面脱碳是不是造成晶粒过大的原因，有谁可以帮我分析一下。

2天明123 · 发表于 2012-1-12 18:40:29

shenfuhai 发表于 2012-1-11 06:00
注意到,提供的金相图片中的晶界非常清楚,怀疑预冷期间,在次有碳化物的析出;
表层的脱碳是非常致命的;
从图 ...

表层的脱碳是非常致命的;

我们也认识到了。有谁能帮我详细分析一下。

2天明123 · 发表于 2012-1-12 18:53:14

4Cr5W2VSi的马氏体起始转变点Ms为275℃，马氏体转变结束点Ms为90℃。

想请教一下大家，这种材料的模具需不需要冷到Ms点一下再进炉回火。如果进炉时模具的温度高于Ms点，会不会影响（降低）模具的硬度。

wangqinghua196 · 发表于 2012-1-12 22:22:03

2天明123 发表于 2012-1-9 20:52
接前面我把锻模的工艺和操作过程写了一下，请大家帮我分析一下原因。谢谢啦!
锻模材料为：4Cr5W2VSi, 成 ...

请说明以下问题:
1、少量木炭装箱，箱子的长宽高是多少？
2、既然是保护，为什么有1.2mm脱碳？
最好给出装炉的位置如。

2天明123 · 发表于 2012-1-13 12:51:19

wangqinghua196 发表于 2012-1-12 22:22
请说明以下问题:
1、少量木炭装箱，箱子的长宽高是多少？
2、既然是保护，为什么有1.2mm脱碳？

周末到外地去。
1、3、下个星期答复你。
2、脱碳应该是因为木炭放少了，保温时间也长了。

qibao9891 · 发表于 2012-1-13 23:17:08

本帖最后由 qibao9891 于 2012-1-13 23:17 编辑

表面脱碳，晶界缺少了碳化物的钉扎作用，容易粗大过热。

如果有条件，还要查查心部晶粒度，如果心部晶粒偏大较多，应考虑调质时的回火温度是否偏低。

表面脱碳，会提高表面的Ms温度。在冷却的时候，表面Ms高，先转变；次表层Ms低，后转变。表面转变膨胀强度建立时，次表层还是较软的过冷奥氏体，结果次表层被拉伸。然后次表层在被拉伸的基础上再马氏体转变膨胀，此时表面已经淬硬，没有足够的塑形来缓冲这个膨胀，结果必然被涨裂。
这里可以看出，即使是295℃下缓冷，也无法应对这种Ms点不同产生的组织应力。
预冷温度低，晶界析出碳化物，弱化晶界，和上述因素叠加，或许是沿晶开裂原因。

类似大小的模块，应该带温回火，即淬火后冷至不低于150度就要回火。没有带温回火也是问题。

第二块开裂模具，最好定定残奥量。如果残奥多，那另两块还没开裂的要补充回火，以防开裂早夭。

借用耿版那句，个人观点，勿以为凭......

2天明123 · 发表于 2012-1-15 21:37:36

qibao9891 发表于 2012-1-13 23:17
表面脱碳，晶界缺少了碳化物的钉扎作用，容易粗大过热。

如果有条件，还要查查心部晶粒度，如果心部晶粒 ...

分析得很有道理，让您费心了，谢谢!

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